中國(guó)網(wǎng)/中國(guó)發(fā)展門戶網(wǎng)訊 2024年8月1日，中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院(空天院)遙感與數(shù)字地球重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室賈立研究員團(tuán)隊(duì)組織開展的“青藏高原珠峰地區(qū)高寒環(huán)境復(fù)雜地表地氣相互作用天-空-地立體協(xié)同觀測(cè)試驗(yàn)”（以下簡(jiǎn)稱“試驗(yàn)”）正式啟動(dòng)。這是在珠峰地區(qū)首次利用航空平臺(tái)獲取水熱碳通量觀測(cè)，填補(bǔ)青藏高原珠峰地區(qū)面尺度地氣相互作用觀測(cè)的空白，建立地面點(diǎn)尺度觀測(cè)與衛(wèi)星遙感區(qū)域尺度觀測(cè)之間的橋梁，標(biāo)志著我國(guó)在青藏高原地氣相互作用及氣候環(huán)境觀測(cè)研究領(lǐng)域的又一重要突破。

搭載水熱碳通量觀測(cè)系統(tǒng)的無人機(jī)正在進(jìn)行通量數(shù)據(jù)獲取

青藏高原是世界海拔最高的高原，對(duì)大氣具有強(qiáng)烈的加熱效應(yīng)，進(jìn)而影響北半球的中緯度大氣環(huán)流，其地表物質(zhì)和能量交換不僅影響青藏高原及周邊氣候，還可通過復(fù)雜的氣候反饋機(jī)制和大氣環(huán)流影響全球氣候，是全球變化背景下地球系統(tǒng)地氣相互作用過程及生態(tài)系統(tǒng)格局演變研究的重要區(qū)域。

開展大氣探空觀測(cè)和無人機(jī)熱紅外影像獲取

試驗(yàn)區(qū)位于西藏自治區(qū)日喀則市定日縣境內(nèi)珠穆朗瑪峰北側(cè)，平均海拔約4200米。此次試驗(yàn)旨在針對(duì)該地區(qū)陸氣水熱交換過程和邊界層過程，利用無人機(jī)航空平臺(tái)開展觀測(cè)試驗(yàn)，結(jié)合地面站點(diǎn)和衛(wèi)星遙感觀測(cè)形成多時(shí)空尺度、天-空-地立體綜合觀測(cè)，深入探究處于亞洲季風(fēng)影響區(qū)的青藏高原珠峰北坡地區(qū)高寒環(huán)境和復(fù)雜地表?xiàng)l件下的水分循環(huán)、物質(zhì)和能量交換過程的機(jī)理。試驗(yàn)采用地基和空基協(xié)同觀測(cè)方式，從不同時(shí)空尺度開展珠峰地區(qū)典型地表地氣相互作用的觀測(cè)和分析研究。

地基通量觀測(cè)站

據(jù)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、空天院研究員賈立介紹，在地基試驗(yàn)部分，團(tuán)隊(duì)在核心試驗(yàn)區(qū)荒漠地表和高寒農(nóng)田地表分別建設(shè)兩處地表水、熱、碳通量觀測(cè)站，并持續(xù)運(yùn)行。此兩處新增地基通量觀測(cè)站與已有中國(guó)科學(xué)院珠穆朗瑪大氣與環(huán)境綜合觀測(cè)研究站可共同提供核心研究區(qū)典型地表“點(diǎn)”尺度局地微氣象環(huán)境和水熱碳通量觀測(cè)，為核心區(qū)典型地表地氣相互作用特征及機(jī)理研究提供基礎(chǔ)時(shí)序觀測(cè)數(shù)據(jù)。在空基試驗(yàn)部分，首次在珠峰地區(qū)復(fù)雜地表?xiàng)l件下開展航空機(jī)載觀測(cè)，獲取區(qū)域“面”尺度地表與大氣之間的水分通量、潛熱通量、感熱通量、碳通量和輻射通量的空間分布數(shù)據(jù)。地基和空基通量觀測(cè)試驗(yàn)相結(jié)合，獲取兼顧時(shí)間變化和空間變化的水熱碳通量觀測(cè)數(shù)據(jù)，為在珠峰地區(qū)復(fù)雜地表開展區(qū)域尺度地氣相互作用研究、地面觀測(cè)與衛(wèi)星觀測(cè)之間尺度轉(zhuǎn)換研究提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。此外，同步開展機(jī)載熱紅外觀測(cè)、大氣邊界層風(fēng)溫濕廓線探空觀測(cè)等試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)影響地氣相互作用的關(guān)鍵地表特征和大氣邊界層結(jié)構(gòu)的立體協(xié)同觀測(cè)。

搭載水熱碳通量觀測(cè)系統(tǒng)的無人機(jī)正經(jīng)過地基通量觀測(cè)站上空

賈立介紹說，“衛(wèi)星觀測(cè)范圍大，是大區(qū)域尺度；地面觀測(cè)站覆蓋范圍較小，相當(dāng)于一個(gè)點(diǎn)的觀測(cè)，是點(diǎn)尺度；無人機(jī)觀測(cè)范圍介于兩者之間，是面尺度。無人機(jī)航空‘面’尺度觀測(cè)可構(gòu)建‘點(diǎn)’尺度觀測(cè)與‘大區(qū)域’尺度觀測(cè)之間的橋梁。”

此次試驗(yàn)屬于第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究“西風(fēng)-季風(fēng)作用區(qū)非均勻下墊面地氣相互作用機(jī)載通量觀測(cè)試驗(yàn)研究”子專題的主要科考內(nèi)容之一，是第二次青藏科考“西風(fēng)-季風(fēng)協(xié)同作用及其影響”專題中西風(fēng)-季風(fēng)協(xié)同作用區(qū)非均勻下墊面地氣相互作用綜合立體觀測(cè)試驗(yàn)的重要組成部分。

珠峰地區(qū)首次水熱碳通量航空觀測(cè)試驗(yàn)人員

據(jù)了解，本次試驗(yàn)是繼甘肅敦煌、云南大理和青海格爾木等地之后，該團(tuán)隊(duì)第四次在青藏高原及周邊地區(qū)采用無人機(jī)航空平臺(tái)開展水熱碳通量觀測(cè)試驗(yàn)。珠峰試驗(yàn)區(qū)海拔更高、天氣變化更劇烈、觀測(cè)難度更大、挑戰(zhàn)更多。下一步，研究團(tuán)隊(duì)將整合青藏高原地區(qū)地面已有站點(diǎn)、航空平臺(tái)、衛(wèi)星遙感等觀測(cè)資料，綜合分析高原地區(qū)水熱碳通量變化過程特征和機(jī)理，結(jié)合多尺度觀測(cè)和模擬兩大手段探究青藏高原復(fù)雜地表地氣相互作用特征，揭示青藏高原環(huán)境變化及其氣候反饋的關(guān)鍵機(jī)制。